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详解Java锁池和等待池

更新时间:2020-11-25 17:54 浏览91次 来源:动力节点

在java中,每个对象都有两个池,锁池和等待池。Java平台中,因为有内置锁的机制,每个对象都可以承担锁的功能。Java虚拟机会为每个对象维护两个“队列”(姑且称之为“队列”,尽管它不一定符合数据结构上队列的“先进先出”原则):一个叫Entry Set(入口集),另外一个叫Wait Set(等待集)。对于任意的对objectX,objectX的Entry Set用于存储等待获取objectX这个锁的所有线程,也就是传说中的锁池,objectX的Wait Set用于存储执行了objectX.wait()/wait(long)的线程,也就是等待池。


下面我们来看锁池和等待池的具体介绍:


锁池:假设线程A已经拥有了某个对象(注意:不是类)的锁,而其它的线程想要调用这个对象的某个synchronized方法(或者synchronized块),由于这些线程在进入对象的synchronized方法之前必须先获得该对象的锁的拥有权,但是该对象的锁目前正被线程A拥有,所以这些线程就进入了该对象的锁池中。

 

等待池:假设一个线程A调用了某个对象的wait()方法,线程A就会释放该对象的锁(因为wait()方法必须出现在synchronized中,这样自然在执行wait()方法之前线程A就已经拥有了该对象的锁),同时线程A就进入到了该对象的等待池中。如果另外的一个线程调用了相同对象的notifyAll()方法,那么处于该对象的等待池中的线程就会全部进入该对象的锁池中,准备争夺锁的拥有权。如果另外的一个线程调用了相同对象的notify()方法,那么仅仅有一个处于该对象的等待池中的线程(随机)会进入该对象的锁池。

 

设objectX是任意一个对象,假设有线程A、B、C同时申请objectX这个对象锁,那么由于任意一个时刻只有一个线程能够获得(占用/持有)这个锁,因此除了胜出(即获得了锁)的线程(这里假设是B)外,其他线程(这里就是A和C)都会被暂停(线程的生命周期状态会被调整为BLOCKED)。这些因申请锁而落选的线程就会被存入objectX对应的锁池之中。当objectX被其持有线程(这里就是B)释放时,锁池中的一个任意(注意是“任意”,而不一定是锁池中等待时间最长或者最短的)线程会被唤醒(即线程的生命周期状态变更为RUNNABLE)。这个被唤醒的线程会与其他活跃线程(即不处于锁池之中,且线程的生命周期状态为RUNNABLE的线程)再次抢占objectX。这时,被唤醒的线程如果成功申请到objectX,那么该线程就从锁池中移除。否则,被唤醒的线程仍然会停留在锁池中,并再次被暂停,以等待下次申请锁的机会。

 

如果有个线程执行了objectX.wait(),那么该线程就会被暂停(线程的生命周期状态会被调整为Waiting),并且会释放掉objectX锁,然后被存入objectX的等待池之中。此时,该线程就被称为objectX的等待线程。当其他线程执行了objectX.notify()/notifyAll()时,等待池中的一个(或者多个,取决于被调用的是notify还是notifyAll方法)任意(注意是“任意”,而不一定是等待池中等待时间最长或者最短的)等待线程会被唤醒,这些被唤醒的线程会被放到锁池中,会与锁池中已经存在的线程以及其他(可能的)活跃线程共同参与抢夺objectX。至于代码中到底是使用notify还是notifyAll方法,这个要根据实际情况来分析。


实际上Java锁池和等待池的概念在Java中并不多见,因此,Java锁池和等待池的相关知识也容易被人忽视。不过,庆幸的是,在本站的Java多线程教程中有详细的讲解,想要拓展知识的小伙伴赶紧抓住机会前去学习吧!



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